멤브레�� 예비보고서

◎ 실험목적

에너지 소비가 적은 역삼투막을 이용해 무기물 (NaCl, CaCl)을 분리하는 실험을 통해 농도, 온도, 압력에 따른 분리 공정을 이해하고 장치의 조작 방법을 습득한다.

◎ 실험이론

① 막이란?
막은 두개의 삼차원 균일상을 분리시키고 있는 상(phase)으로, 상의 물리화학적 성질에 의해 물질 및 에너지의 교환 속도가 좌우되는 제3의 상이다.
막은 모든 이동현상의 저항이 총집중되어 있는 상을 말하며, 그 저항은 물질에 따라 선택적으로 다르다. 그러므로 물질에 따라 막을 통한 이동속도가 다르며, 이로 인해 물질의 분리가 일어난다. 무수히 많은 물질들이 막재질로 사용될 수 있고, 두께가 일반적으로 표면크기에 비해 상대적으로 매우 작다.

② 막의 구조에 의한 분류
막은 막을 구성하고 있는 물질의 물성, 구조, 막의 응용분야 및 역할 등에 의하여 분류될 수 있다.

(1) 세공막 (Microporous membranes)
세공막은 공경 (pore diameter, 0.1~10m)이 분자크기왿� 비교하여 매우 크고, 주로 macromolecule,
colloid왿� microparticle 등이 분리될 수 있는 막을 뜻한다. 이 막에는 이온이나 물과 같은 대표적인 용매는 쉽게 통과할 수 있다.

(2) 미세공막 (Microporous membrane)
미세공막이란 공경 (50A ~ 500A)이 고분자 사슬(chain)의 크기에 준하는 막이므로 주로 organic compound, macromolecule이나 Knudsen 흐름에 의한 기체분리에 사용된다.

(3) 비공성막 (Nonporous membrane)
미세공조차도 존재하지 않는 막 혹은 막구성물질인 micelles 혹은 무기성 결정간의 간격 (10A 내외)만이 존재하는 막으로, 이 분자 간격을 통하여 물질이 투과된다. 이온의 95% 이상 분리되는 역삼투막, 기체분자 등이 용해되어 확산되는 고분자, 금속막이 있다.